专利名称:用表面活性剂改性的疏水性臭味控制剂处理过的层状材料的制作方法
技术领域:
本发明领域本发明涉及能防止或控制臭味,并赋予层状材料表面可湿特性的化合物和共混物。具体地讲,本发明涉及用这种具有双重功能的化合物或共混物处理过的层状材料。
本发明背景非织造织物、薄膜、泡沫和其它层状材料及其生产,一直是多种领域应用材料的广泛开发性研究主题。例如,具有低定量和开放式结构的非织造织物被用作一次性尿布衬里织物等个人护理制品中。它能提供干燥的皮肤接触,而又便于将流体转运到吸收性更强的吸收材料中,后一吸收材料可能也是具有不同组成和/或结构的非织造织物。可将较高定量的非织造织物设计成具有孔状结构,使其适宜过滤、吸收和屏蔽用途,如作为待消毒物品的外包装,拭子,或用于医学、兽医、工业目的的防护性包装。业已开发出了用于娱乐、农业和建筑目的、定量更高的非织造织物。薄膜、泡沫、和其它层状材料也用于某些上述领域中,并可以与非织造织物相结合。
并非总是能够有效地、直接生产出具有所有所需特性的层状材料,而是经常需要用一种表面活性剂处理该材料,以便改善或改变其表面特性,例如,对一种或多种流体的可湿性、对一种或多种流体的排斥性、静电特征、导电性、和柔软度等。常规表面处理包括以下步骤将所述基质浸在处理溶液中,将处理组合物涂敷或喷洒在该基质上,并用所述处理组合物印染所述基质。由于成本和其它原因,通常希望使用最少量的处理组合物而能产生均匀性达可接受程度的理想效果。
对于许多热塑性层状材料的最终用途来说,需要其能减弱、抑制或消除臭味。对于尿布和其它失禁制品来说,需要减弱或消除由尿液产生的氨臭味。对于女性保健制品来说,需要减弱或消除三乙胺的臭味。其它常见的产生臭味的物质包括异戊酸、二甲基二硫化物和二甲基三硫化物。
臭味控制剂包括臭味抑制剂、臭味吸收剂、臭味吸附剂以及其它能减弱、抑制、或消除臭味的化合物。臭味抑制剂能防止臭味形成。例如,授予Kraskin的US4,273,786,披露了用氨基多羧酸化合物抑制尿液中的尿素形成氨。臭味吸收剂和吸附剂能在臭味产生之后除去臭味。能够通过吸收或吸附除去臭味的臭味控制剂的例子包括活性炭、硅石、和环糊精。
某些臭味控制剂是疏水性的,并且不容易从水溶液中涂敷到基质上,因为它们不能溶解或分散在水中。即使这种臭味控制剂能够从溶液中涂敷,由于其疏水性它们也不容易润湿所述基质,或使得其表面具可湿性。疏水性臭味控制剂的例子包括(但不限于)具有芳族化学性质的控制剂。
诸如尿布和女性护理垫之类的个人护理制品通常含有聚烯烃非织造织物。因此,疏水性臭味控制剂通常不能用于个人护理制品的织物表面。通常是将所述臭味控制剂以粉状或胶囊形式用于该制品中,这样做具有某些缺陷。例如,在所述制品中放置和容纳臭味控制剂粉或胶囊是困难的。更重要的是,粉末不能为臭味吸收提供最佳的表面积,由于表面与体积的比例相当低。因此,如果以这些形式使用的话,就需要更多的臭味控制剂。
因此人们需要和希望出现能够以液体或溶剂形式涂于基质(例如,热塑性或其他疏水性基质)上,并具有足够的表面可湿特性,以利于流体均匀分布,并使之持久的臭味抑制和臭味吸收化合物及混合物。
本发明概述本发明涉及表面活性剂改性的臭味控制剂,所述表面活性剂改性的臭味控制剂可以通过a)将疏水性臭味控制剂和表面活性剂共混而制成,或者b)通过使疏水性臭味控制剂与能产生表面活性剂的化合物起化学反应而制成。所述能产生表面活性剂的化合物包括表面活性剂,和在所述化学反应之后能将所述疏水性臭味控制剂转化成表面活性剂的其它化合物。本发明还涉及用所述表面活性剂改性的臭味控制剂处理过的层状材料,所述表面活性剂改性的臭味控制剂可以用表面活性剂的常规内部或外部涂敷技术涂敷到层状材料上,优选用外部涂敷技术涂敷。所得到的处理过的基质对含水液体有更高的可湿性,并能在其表面防止、减弱和/或吸收臭味。
所述基质层状材料可以是疏水性材料,并可以是用一种或多种热塑性聚合物制成的热塑性材料。所述层状材料可以是有孔的并且是水可渗透的。例如,所述层状材料可以是热塑性长丝非织造织物、热塑性薄膜、泡沫层或其组合。优选热塑性长丝非织造织物。处理过的热塑性层状材料可用于多种个人护理制品和医学制品以及其它用途中。
可以水溶液形式将所述表面活性剂改性的臭味控制剂涂在疏水性或其他基质(例如以聚烯烃为基础的薄膜、泡沫、和非织造织物)上,因为该溶液的表面张力低到足于湿润这种低表面能的基质。例如,将表面活性剂改性的臭味控制剂涂在聚烯烃非织造织物的聚烯烃纤维上,能使臭味控制化合物的表面和体积比例达最佳,因此,能提供更好的臭味控制(例如臭味吸收、吸附、防止或抑制)。另外,涂有表面活性剂改性的臭味控制剂的纤维能够在流体进入并芯吸穿过个人护理制品织物成分时直接接触体液。这样能提供最佳的臭味控制,因为确信臭味是由体液中发出的。
因此,本发明的一个特征和优点是,提供有疏水性臭味控制剂臭味控制特征的表面活性剂改性的臭味控制剂,它可以用溶液技术涂敷到基质上。
本发明的另一个特征和优点是,提供处理过的层状材料,该材料具有至少一个与未处理过的层状材料相比,对含水液体具有更高可湿性的表面,并且它能抑制和/或吸收常见臭味。
本发明的另一个特征和优点是,提供采用所述处理过的层状材料制成的个人护理织物或制品,所述材料的可湿性较高,且其至少一个外表面可抑制和/或吸收臭味。
本发明的另一个特征和优点是,提供采用所述处理过的层状材料制成的医用织物或制品,所述材料的可湿性较高,且其至少一个外表面可抑制和/或吸收臭味。
定义术语“层状材料”是指以弹性织物样或纸样材料形式存在的材料,包括(但不限于)长丝非织造织物、热塑性薄膜、弹性热塑性泡沫材料、和包括上述一种或多种材料的多层组合。
术语“水渗透性有孔层状材料”是指以一层或多层存在的材料,诸如薄膜、非织造织物、或开放式蜂窝泡沫之类,这些材料是有孔的,并且由于水和其它含水液体能流过所述孔而成为水可渗透的。所述薄膜或泡沫上的孔,或非织造织物中纤维或长丝之间的空隙足够大,通常足于让液态水通过该材料泄露并流动。
术语“非织造织物或纤网”是指具有单纤维或纱线的交织结构的织物,但其交织形式不是编制织物所具有的规则的或可识别的形式。非织造织物或纤网可以用多种工艺制成,例如熔喷工艺、纺粘工艺、气流成网工艺、或粘合梳理成网工艺。非织造织物的定量通常以材料每平方码的盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)表示,而纤维直径通常用微米表示(注从osy换算成gsm是用osy×33.91)。
术语“微纤”表示平均直径不大于约75微米的小直径纤维,例如,平均直径为大约1-大约50微米,或者更具体的是,微纤维可以是平均直径为大约1-大约30微米。纤维直径的另一种常见的表达形式为旦尼尔,它被定义为每9000米长的纤维的克数。对于具有圆形截面的纤维来说,旦尼尔可以计算为以微米为单位的纤维直径的平方,乘以以g/cc为单位的密度,再乘以0.00707。旦尼尔较低表明是一种较细的纤维,而旦尼尔较高则表示是一种较粗的或较重的纤维,例如,直径为15微米的聚丙烯纤维可以这样换算成旦尼尔取15的平方,用0.89/cc乘以所得结果,并乘以0.00707,因此,15微米的聚丙烯纤维的旦尼尔大约为1.42(152×0.89×0.00707=1.415)。在美国以外的地方,更常用的测定单位是“特”,它被定义为每千米长纤维的克数。特可以计算为以旦尼尔数除9。
术语“纺粘纤维”是指以长丝形式,从纺丝头上的圆形或其它形状的多个小毛细管中作为长丝挤出熔融热塑性材料,然后迅速减小挤出长丝的直径,而制成的小直径纤维,例如,用以下专利中所披露的技术进行授予Appel等的US4,340,563,和授予Dorschner等的US3692618,授予Mutsuki等的US43802817,授予Kinney等的US3338992和3341394,授予Hartmann的US3502763,授予Petersen的US3502538,和授予Dobo等的US3542615,上述每一份专利都以其全文收作为本文参考。对纺粘纤维进行骤冷,并且当其沉积在收集表面上时通常是没有粘性的。纺粘纤维通常是连续的,并且其平均直径通常大于约7微米,更常见的是大约10-30微米。
术语“熔喷纤维”是指通过以下方式制成的纤维用多个细的、通常为圆形的模孔将熔融热塑性材料以纱线或长丝形式挤入汇聚的高速加热气体(例如,空气)流中,由该气流使所述熔融热塑性材料的长丝变细,以减小其直径,使其达微纤维直径。然后,由所述高速气体流携带所述熔喷纤维,并将其沉积在收集表面上,以便形成随机分散的熔喷纤维构成的织物。例如,这种工艺披露于授予Butin等的US3849241中。熔喷纤维是连续的或不连续的微纤维,其直径通常小于10微米,并且在沉积到收集表面上时通常会发生自身粘接。用于本发明的熔喷纤维优选在长度上基本上是连续的。
术语“单组分”纤维是指仅用一种聚合物从一个或多个挤出机制成的纤维。这并不意味着排除用一种聚合物制成的,添加有少量用于产生颜色、抗静电特性、润滑、亲水性、排斥性等的添加剂的纤维。所述添加剂,例如,用于产生颜色的二氧化钛等用量,其重量百分比通常低于5%,更常见的是大约为2%或更低。
术语“共形成材料”是指含有重量百分比为大约10-90%的热塑性熔喷纤维和分散在所述熔喷纤维基质中的重量百分比大约为10-90%的截短纸浆纤维的产品。更常见的是,共形成材料含有重量百分比大约为20-70%热塑性熔喷纤维和大约30-80%纸浆纤维。
术语“薄膜”是指用薄膜挤压工艺,如薄膜流延挤塑工艺和吹塑挤压工艺制成的热塑性薄膜。术语“水渗透性有孔薄膜”是指通过穿孔或打孔而使其有孔的薄膜,还指通过以下方法使其有孔的薄膜让聚合物与填料混合,用该混合物制成薄膜,并拉伸该薄膜。
术语“泡沫材料”是指借助于发泡工艺制成的热塑性层状材料。术语“开放式蜂窝泡沫材料”是指其蜂窝相互连接的泡沫层,或者从该泡沫层一个表面到其相对的表面形成孔。
术语“聚合物”包括(但不限于)均聚物、共聚物,如嵌段、接枝、无规和交替共聚物,三元共聚物等,以及其共混物和改性物。另外,除非特别加以限制,术语“聚合物”应当包括某种材料的所有可能的几何构形。这些构形包括(但不限于)全同立构、间同立构、和无规立构对称。
术语“双组分长丝或纤维”是指从不同的挤出机中挤出的至少两种聚合物制成的纤维,这两种纤维随后一起纺成一种纤维。所述各聚合物以基本上稳定的位置排列在所述双组分纤维截面不同区域上,并且沿着该双组分纤维的长度延续下去。例如,所述双组分纤维构形可以是皮/芯结构,其中,一种聚合物被另一种聚合物包围,或者为并列结构,或者为“海岛”结构。双组分纤维披露于以下专利文献中授予Kaneko等的US5108820,授予Strack等的US5336552,和授予Pike等的US5382400,以上每一份专利以其全文作为本文参考。对于双组分纤维来说,两种聚合物的比例可以为75/25、50/50、25/75或任何其它所希望的比例。可将诸如色素和表面活性剂之类的常规添加剂掺入一种或两种聚合物流中,或涂在长丝表面上。
术语“纸浆纤维”是指来自木质和非木质植物之类的天然来源的纤维。例如,木质植物包括落叶树和针叶树,非木质植物包括棉花、亚麻、茅草、马利筋、稻草、黄麻、大麻和蔗渣等。
术语“纸浆纤维平均长度”是指用由Kajaani Oy Electronics(Kajaani,芬兰)出售的Kajaani纤维分析仪,FS-100型测定的纸浆加权平均长度。在所述测试过程中,用浸渍液处理纤维样品,以确保没有纤维束或碎屑存在。将每一种纤维样品分散在热水中,并稀释到大约0.001%的浓度。各测试样品在各份大约50-500毫升所述稀释溶液中拉丝,并用标准Kajaani纤维分析方法测试。加权平均纤维长度可以用以下公式表示ΣXi>0k(Xi*ni)/n]]>其中,k=最大纤维长度Xi=单根纤维长度ni=长度为Xi的纤维数量和n=所测纤维总数。
术语“超强吸收材料”是指在最有利的条件下,在含有重量百分比为0.9%的氯化钠的水溶液中,能吸收其本身重量至少大约20倍,优选至少大约30倍液体的、水可容胀性、水不溶性有机或无机材料。
术语“空气粘接”或“TAB”表示粘接非织造织物的方法,例如,双组分纤维织物的工艺,其中,强行使热到足于熔化制成该织物纤维之一种聚合物的空气通过该织物。空气的速度通常为100-500英尺/分钟,而驻留时间可以为6秒。由所述聚合物的熔化和再次固化产生粘接作用。空气粘接具有有限的可变性,并且通常被视为第二步粘接工艺。由于TAB需要熔化至少一种成分来实现粘接,因此,它被局限于含两种组分的织物,例如双组分纤维织物,或者含有粘接纤维或粉末的织物。
术语“热点粘接”涉及使待粘接的织物纤维从热压延辊和砧面辊之间通过。压延辊通常(尽管不总是)形成某种花纹,以便织物不会整个粘接在其整个表面上。结果,出于功能和美学二者考虑,业已开发出了各种花纹的压延辊。具有点形花纹的一种例子是Hansen Pennings或“H&P”图案,它具有大约30%的粘接面积和大约200个粘接点/平方英寸,如授予Hansen和Pennings的US3855046中所披露的。H&P图案具有方形点或方形针粘接区,其中,每一个针形点的边长为0.038英寸(0.965毫米),针点间距为0.070英寸(1.778毫米),粘接深度为0.023英寸(0.584毫米)。所得到的图案粘接面积为大约29.5%。另一种典型的点粘接图案,是放大了的Hansen和Pennings或“EHP”粘接图案,它能产生15%的粘接面积,方形针的边长为0.037英寸(0.94毫米),针点间距为0.097英寸(2.464毫米),深度为0.039英寸(0.991毫米)。另一种典型的点粘接图案被称为“714”,它具有方形针粘接区,其中,每一个针点边长为0.023英寸,针点间距为0.062英寸(1.575毫米),粘接深度为0.033英寸(0.838毫米),所得到的图案的粘接面积大约为15%。另一种常见的图案是C-星形,它具有大约16.9%的粘接面积。C-星形图案具有被流星间隔开的横向条或“灯芯绒”花纹。其它常见的造型包括具有重复的、稍微错开的菱形的菱形花纹,和金属丝网花纹,顾名思义,它看上去像窗纱一样。通常,粘接面积的百分比占层叠织物面积的大约10%-大约30%。正如本领域所公知的,粘接点能将叠层固定在一起,并能通过在各层内将长丝或纤维粘接起来,而保持每一层的完整性。
术语“个人护理制品”包括(但不限于)尿布、训练裤、游泳衣、吸收性内裤、婴儿擦洗巾、成人失禁制品、和女性卫生制品。
术语“医用制品”包括(但不限于)服装、下部垫子、绷带、吸收性披盖布、和医用拭子。
术语“亲水性的”或“可湿性的”表示具有一定表观表面自由能量的聚合物材料,因此,该聚合物材料能够被含水介质,即其主要成分是水的液体介质所湿润。就是说,由含水介质润湿非织造织物。“表观表面自由能量”是指润湿所述聚合物材料的含水液体的最大表面张力。例如,被表面张力为72达因/厘米的含水液体润湿的聚合物材料的表观表面自由能量至少为72达因/厘米,并可能更高。在本发明的织物中,所述非织造织物的表面,通过下文所披露的内部或外部涂敷技术用表面活性剂改性的臭味控制剂处理过。
术语“表面活性剂”指一种化合物或混合物,它在涂敷到一种基质表面之后,能使该表面具有更高的可湿性。如上文所述,在一种例子中,所述基质本身不是可湿性的,而表面活性剂使它变得可润湿。在另一种例子中,所述基质具有一定的可湿性,而所述表面活性剂使它具有更高的可湿性,或更容易润湿。
术语“能产生表面活性剂的成分”或“能产生表面活性剂的化合物”是指这样一种化学基团或化合物,当它与另一种化合物(例如臭味控制剂)反应或混合时,能使该反应后的化合物或混合物具有表面活性剂的功能。所述能产生表面活性剂的基团或化合物,在所述化学反应或混合之前,有可能具有或不具有表面活性剂的功能。
术语“臭味控制剂”包括能抑制形成至少一种不希望的臭味化合物和混合物,以及能吸收已经形成的不希望的臭味的化合物和混合物。
术语“表面活性剂改性的臭味控制剂”是指臭味控制剂与表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物所生成的混合物和/或反应产物,它同时起着表面活性剂和臭味控制剂的作用。
本发明优选实施方案的详细说明本发明涉及一种表面活性剂改性的臭味控制剂,用所述表面活性剂改性的臭味控制剂处理过的层状材料,以及使用所述处理过的层状材料制成的吸收制品。所述表面活性剂改性的臭味控制剂是这样制备的a)混合疏水性臭味控制剂和表面活性剂,和/或b)让疏水性臭味控制剂与能产生表面活性剂的化合物起化学反应。术语“能产生表面活性剂的化合物”包括表面活性剂,和能在所述化学反应之后将所述疏水性臭味控制转化成表面活性剂的其它亲水性化合物。所述混合和/或化学反应可以用本领域技术人员所熟悉的技术完成。
疏水性臭味控制剂包括能拮抗水,不溶解于水的任何臭味控制剂。合适的疏水性臭味控制剂包括芳族臭味控制剂。其例子包括能抑制产生臭味的细菌生长,具有杀微生物作用的酚类衍生物。这种类型的臭味抑制剂包括甲酚和二苯基化合物,如六氯苯。其它芳族臭味控制剂包括(但不限于)烷基改性的芳族化合物,例如,烷基改性的多苯基成环化合物(cyclophanes)及其衍生物。连接在所述芳香环上的优选的烷基基团具有大约3-大约18个碳原子。其他疏水性臭味控制剂包括能够减弱、抑制、防止、或以其他方式控制由常见因素产生不希望臭味的疏水性化合物,所述臭味来源如氨、三乙胺、异戊酸、二甲基二硫化物、二甲基三硫化物、吲哚、和粪臭素等。
亲水性表面活性剂和能产生表面活性剂的化合物包括表面活性剂和其官能团对水有亲和力,能被水湿润,和/或有使得其他材料和化合物能被水湿润的其他化合物。可以与疏水性臭味控制剂混合或化学结合的表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物的例子包括(但不限于)聚乙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物、聚烯烃二醇甲基醚(例如,聚乙二醇甲基醚)、聚乙烯基醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、及其衍生物和混合物。还可以使用具有羟基、羧基、氨基、或酰氨基的其他化合物。优选的亲水性表面活性剂是聚烯烃二醇和聚烯烃二醇甲基醚,其重均分子量为大约600-20000,更优选大约1000-9000。
可以用有机化学领域技术人员所熟知的技术混合疏水性臭味控制剂和亲水性能产生表面活性剂的化合物或使其起化学反应。例如,可将烷基化的苯酚结合在聚乙二醇、聚丙烯酸或其他羧基化合物上,以便得到具有以下通式的表面活性剂改性的臭味控制剂 其中,R’和R″中的一个是聚乙二醇、聚丙烯酸或其他亲水性官能团(例如磺酸基、羟基、羧基、氨基或酰氨基)化合物。
R’和R″中的另一个是具有3-18个碳原子的烷基,而n是3-8的整数。
具有该通式的表面活性剂改性的臭味控制剂被统称为Calix(n)芳烃。
用表面活性剂改性的臭味控制剂处理所述层状原料。可以用外部或内部涂敷表面活性剂的常规技术,将所述表面活性剂改性的臭味控制剂涂在所述原料上。优选以液体形式从外部涂敷所述表面活性剂改性的臭味控制剂,使用诸如浸泡、喷雾、涂刷、或其它液体涂布之类技术。所述表面活性剂改性的臭味控制剂可以与水或其它溶剂混合,以利于其涂敷。
适宜于本发明层状材料的例子包括(但不限于)热塑性层状材料,例如热塑性长丝非织造织物、热塑性薄膜、热塑性泡沫层。所述层状材料可以是有孔的、水可渗透的层状材料。水可渗透的层状材料的例子包括热塑性长丝非织造织物、开放式蜂窝泡沫层、或者开孔或以其它方式形成孔的薄膜,如通过拉伸由热塑性材料及粒状填料的混合物形成的薄膜。
用于本发明的优选层状材料,是包括多根用一种或多种聚合物制成的长丝非织造织物,所述非织造织物可以是纺粘织物、熔喷织物、粘合梳理织物、或其它类型的非织造织物,并可以单层形式或包括一个或多个非织造织物层的多层复合材料形式存在,并且,在某些场合下,系一个或多个薄膜或泡沫层。所述织物可以包括单组分或双组分长丝,或者为包括一种或两种类型长丝的组合体。所述非织造织物可以具有不同定量,优选为大约0.1-200克/平方米(gsm)。一种优选的非织造织物是共形成材料,它包括聚烯烃熔喷纤维基质,和分散在该熔喷纤维基质中的高百分比(通常重量百分比为30-80%)纸浆纤维。另一种优选的非织造织物是聚烯烃纤维和纸浆纤维的气流成网织物。
有多种热塑性聚合物可用于制造该层状原料,包括(但不限于)聚酰胺、聚酯、聚烯烃、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯或丙烯与C4-C20α-烯烃的共聚物、乙烯与丙烯和C4-C20α-烯烃的三元共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、丙烯乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-聚(乙烯-α-烯烃)弹性体、聚氨酯、A-B嵌段共聚物,其中,A是产生聚(乙烯基芳烃)的部分,如聚苯乙烯,而B是弹性中间嵌段物,如共轭二烯或低级烯烃、聚醚、聚醚酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯酸烷基酯、聚异丁烯、聚-1-丁烯、聚-1-丁烯的共聚物(包括乙烯-1-丁烯共聚物)、聚丁二烯、异丁烯-异戊二烯共聚物、和上述任何化合物的结合物。优选聚烯烃,最优选聚乙烯和聚丙烯的均聚物和共聚物。
所述表面活性剂改性的臭味控制剂,可以用本领域公知的内部或外部涂敷技术涂敷。某些化合物和混合物以内部涂敷时能更好地起作用,因此被称为“内部添加剂”。另一些以外部涂敷能更好地起作用,因此被称为“外部添加剂”。还有其它一些化合物或混合物以内部和外部添加剂使用时都能适当地起作用。
众所周知,内部添加剂通常是与生产非织造织物、薄膜、泡沫或其它层状材料的聚合物相掺混,并在其成型期间和/或之后转移到所述非织造织物长丝或其它层状材料的表面。通常,所述转移是通过刺激,如施加在所述热塑性材料上的热量产生的。外部添加剂是在层状材料成型之后从外部涂在其表面的。外部添加剂可以通过用含有该添加剂的溶剂或其它介质浸渍、浸泡、喷雾或其它方式对所述层状材料进行涂布。
用于本发明处理材料上的表面活性剂改性的臭味控制剂,优选通过外部涂敷方法使用。所述表面活性剂改性的臭味控制剂(通过混合或化学反应产生)可以与水或其它合适的溶剂混合,臭味控制剂的浓度重量百分比大约为1-30%,优选大约0.5-15%,更优选大约1-5%。然后,通过浸泡、喷雾、涂刷、印染、或其它合适技术将该溶液涂敷在层状材料或织物上。然后可以用强制热空气对流、真空诱导的蒸发、或其它常规干燥技术使处理的层状材料干燥。
由此制成的处理的层状材料具有对含水液体的可湿性,并对各种各样产生臭味的成分具有抗臭性。术语“抗臭味”和“臭味控制”是指所述处理过的层状材料以抑制、中和等方式、与产生臭味的化合物形成复合物、或以其它方式防止产生臭味的化合物产生臭味,或减少其所产生臭味的能力。本发明的织物能抑制、减弱或消除其臭味的化合物的例子包括(但不限于)氨、三甲胺、三乙胺、异戊酸、二甲基二硫化物、二甲基三硫化物、吲哚、和粪臭素等。
产生足够的湿润和臭味吸收性所需的表面活性剂改性的臭味控制剂的用量,可以根据混合在一起或一起起反应的表面活性剂成分和臭味控制剂类型、基本聚合物类型、以及所述表面活性剂改性的臭味控制剂以内部或外部添加等因素而变化。以不含溶剂为定量计,表面活性剂改性的臭味控制剂通常应当占使用该控制剂的层状材料重量的大约0.05-10%,优选大约0.1-5%,更优选大约1-3%。
这样所形成的处理过的层状材料,可用于多种吸收制品用途中,特别包括个人护理吸收制品。个人护理吸收制品包括尿布、训练裤、游泳衣、吸收性内裤、婴儿擦洗巾、成人失禁制品、和女性卫生制品等。在吸收制品中,所述处理过的层状材料(如果是水渗透性的话)可用作表层或用作吸收含水液体的吸收介质的容纳基质。例如,吸收介质可以仅包括纸浆纤维或与超强吸收材料相结合。所述处理过的层状材料还可用于医用吸收制品中,包括(但不限于)服装、下部垫子、吸收性披盖布、绷带、和医用拭子。
纸浆纤维可以是任何高平均纤维长度纸浆、低平均纤维长度纸浆、或其混合物。优选的纸浆纤维包括纤维素纤维。术语“高平均纤维长度纸浆”是指含有较少量短纤维和非纤维颗粒的纸浆。高纤维长度纸浆的平均纤维长度通常大于约1.5毫米,优选大约1.5-6毫米,该长度是用光学纤维分析仪测定的,如上文所述的Kajaani测试仪。其来源一般包括非再生(原始)纤维以及经过筛选的再生纤维纸浆。高平均纤维长度纸浆的例子,包括漂白过的和未漂白过的原始软木纤维纸浆。
术语“低平均纤维长度纸浆”是指含有较大量短纤维和非纤维颗粒的纸浆。低平均纤维长度纸浆的平均纤维长度低于大约1.5毫米,优选大约0.7-1.2毫米,该长度是用光学纤维分析仪测定的,如上文所述的Kajaani测试仪。低纤维长度纸浆的例子包括原始硬木纸浆,以及来自诸如办公室废纸、新闻用纸、和纸板碎片之类的再生纤维纸浆。
高平均纤维长度木质纸浆的例子,包括由美国Alliance CoosaPines公司出售的以Longlac19、Coosa River56、和Coosa River57为商标的纸浆。低平均纤维长度纸浆可以包括某些原始硬木纸浆和来自包括新闻用纸、再生纸板、和办公室废纸的再生(即再利用)纤维纸浆。高平均纤维长度和低平均纤维长度纸浆的混合物,可以含有大部分低平均纤维长度纸浆。例如,混合物可以含有重量大于约50%的低平均纤维长度纸浆和重量低于大约50%的高平均纤维长度纸浆。
术语“超强吸收剂”或“超强吸收材料”是指在最有利的条件下,在含有重量百分比为0.9%的氯化钠水溶液中所吸收的液体至少超过其本身重量大约20倍,更优选至少超过其本身重量大约30倍的水溶胀性、水不溶性有机或无机材料。
超强吸收材料可以是天然的、合成的、和改性天然聚合物和材料。另外,超强吸收材料可以是无机材料,如硅胶,或有机化合物,如交联聚合物。术语“交联”是指能有效实现使正常情况下水溶性的材料变成基本上水不溶性、但可溶胀的材料的任何方法。例如,所述方法可以包括物理缠结、结晶域、共价键、离子复合和缔合、亲水性缔合,如氢键缔合,和疏水性缔合或范德华力。
合成的超强吸收材料聚合物的例子包括聚丙烯酸和聚异丁烯酸的碱金属盐和铵盐,聚丙烯酰胺、聚乙烯基醚、马来酐与乙烯基醚的共聚物,和α-烯烃、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吗啉酮、聚乙烯基醇,及其混合物和共聚物。其它超强吸收材料包括天然和改性的天然聚合物,如水解的丙烯腈接枝的淀粉、丙烯酸接枝的淀粉、甲基纤维素、脱乙酰壳多糖、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、和天然树胶,如藻酸盐、黄原胶、和刺槐豆胶等。天然的和完全或部分合成的超强吸收聚合物的混合物也可用于本发明中。其它合适的吸收性胶凝材料披露于1975年8月26日授予Assarsson等的US3901236中。制备合成吸收性胶凝聚合物的方法披露于1978年2月28日授予Masuda等的US4076663和于1981年8月25日授予Tsubakimoto等的US4286082中。
超强吸收材料可以是能在受潮后形成水凝胶的干凝胶。不过,术语“水凝胶”通常也被用于表示润湿和未润湿形式的超强吸收聚合物材料。所述超强吸收材料可以为多种形式,如片状、粉状、颗粒状、纤维状、连续纤维、网状、溶液纺成的长丝和织物。所述颗粒可以为任何需要的形状,例如螺旋形或半螺旋形、立方形、棒状、多角形等。还可使用针状、片状、纤维状及其组合形式。
超强吸收剂通常以大约20-大约1000微米的粒度出售。市售颗粒状超强吸收剂的例子,包括由Hoescht Celanese公司(位于Portsmouth,Virginia)出售的SANWETIM3900和SANWETIM-5000P,由Dow化学公司(位于Midland,Michigan)出售的DRYTECH2035LD,和由Stockhausen公司(位于Greensboro,North Carolina)出售的FAVORSXM880。纤维状超强吸收剂的例子为由Technical Absorbents(位于Grimsby,英国)出售的OASIS101。
如上文所述,处理过的层状材料可以作为吸收介质的表层或基质。非织造长丝可以作为基质,并可以用本领域公知的方法,同纸浆纤维和(视需要加入)超强吸收材料相结合。例如,可以采用共形成方法,其中,将至少一个熔喷模板设在进料槽附近,在形成非织造织物的同时,通过该槽添加其它材料。共形成方法披露于授予Lau的US4818464和授予Anderson等的US4100324中,以上专利的内容作为本文参考。还可以用水力缠结或机械缠结方式将热塑性非织造长丝和纸浆纤维结合。水力缠结方法披露于授予Evans的US3485706中,该专利的内容作为本文参考。
当把处理过的热塑性非织造长丝用作吸收性非织造织物复合材料的基质时,该复合材料应当含有重量大约为5-97%的纸浆纤维,优选大约35-95%,更优选大约50-95%。当存在超强吸收材料时,它应当占该复合材料重量的大约5-90%,优选大约10-60%,更优选大约20-50%。在任一种情况下,所述热塑性非织造织长丝基质应当占复合材料重量的3-95%,优选大约5-65%,更优选大约5-50%。
在将所述成分混合在一起之后,可以用热点粘接或空气粘接技术将该吸收性非织造复合材料粘接在一起,以便形成粘接的高度完整性结构。
尽管本发明所披露的实施方案是本发明所优选的,但在不脱离本发明实质和范围的前提下,可以进行各种改变和改进。本发明的范围由所附权利要求书限定,并且,落入所述权利要求书等同物的含义和范围之内的所有变化,也都被视为包括在这些限定范围内。
权利要求
1.一种表面活性剂改性的臭味控制剂,包括选自下列一类的物质a)表面活性剂与疏水性臭味控制剂的共混物,b)能产生表面活性剂的化合物与疏水性臭味控制剂的反应产物,和c)上述化合物相结合。
2.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述疏水性臭味控制剂包括芳族臭味控制剂。
3.如权利要求2的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述芳族臭味控制剂包括酚类化合物。
4.如权利要求3的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述酚类化合物包括甲酚化合物。
5.如权利要求3的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述酚类化合物包括二苯基化合物。
6.如权利要求2的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述芳族臭味控制剂包括烷基改性的芳族化合物。
7.如权利要求6的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述烷基改性的芳族化合物包括烷基改性的多苯基成环化合物(cyclophane)或其衍生物。
8.如权利要求6的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述烷基改性的芳族化合物包括具有3-18个碳原子的烷基。
9.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括聚烯烃二醇化合物。
10.如权利要求9的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚乙二醇。
11.如权利要求9的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚丙二醇。
12.如权利要求9的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚乙二醇-聚丙二醇相结合。
13.如权利要求9的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚烯烃二醇甲基醚。
14.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括羧基化合物。
15.如权利要求14的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述羧基化合物包括聚丙烯酸。
16.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括乙烯基醇聚合物。
17.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括聚乙烯基吡咯烷酮。
18.如权利要求1的表面活性剂改性的臭味控制剂,其中,所述物质包括具有以下通式的化合物 其中,R’和R″中的一个选自聚乙二醇、聚丙烯酸和其他羟基官能团、羧基官能团、磺酸基、氨基和酰氨基化合物,R’和R″中的另一个选自具有3-18个碳原子的烷基,而n是3-8的整数。
19.一种处理过的层状材料,包括用选自下列一组表面活性剂改性的臭味控制剂处理过的基质层a)表面活性剂与疏水性臭味控制剂的共混物,b)能产生表面活性剂的化合物与疏水性臭味控制剂的反应产物,和c)上述化合物的结合物。
20.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括热塑性长丝非织造织物。
21.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括热塑性薄膜。
22.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括热塑性泡沫层。
23.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括水渗透性层。
24.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述疏水性臭味控制剂包括芳族臭味控制剂。
25.如权利要求24的处理过的层状材料,其中,所述芳族臭味控制剂包括酚类化合物。
26.如权利要求24的处理过的层状材料,其中,所述芳族臭味控制剂包括烷基改性的芳族化合物。
27.如权利要求26的处理过的层状材料,其中,所述烷基改性的芳族化合物包括烷基改性的多苯基成环化合物(cyclophane)或其衍生物。
28.如权利要求26的处理过的层状材料,其中,所述烷基改性的芳族化合物包括具有3-18个碳原子的烷基。
29.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括聚烯烃二醇化合物。
30.如权利要求29的处理过的层状材料,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚乙二醇。
31.如权利要求29的处理过的层状材料,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚丙二醇。
32.如权利要求29的处理过的层状材料,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚乙二醇-聚丙二醇相结合。
33.如权利要求29的处理过的层状材料,其中,所述聚烯烃二醇化合物包括聚烯烃二醇甲基醚。
34.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述表面活性剂或能产生表面活性剂的化合物包括羧基化合物。
35.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述表面活性剂改性的臭味控制剂包括以下通式的化合物 其中,R’和R″中的一个选自聚乙二醇、聚丙烯酸和其他羟基官能团、羧基官能团、磺酸基、氨基和酰氨基化合物,R’和R″中的另一个选自具有3-18个碳原子的烷基,而n是3-8的整数。
36.如权利要求19的处理过的层状材料,含有重量大约为0.05-10%的表面活性剂改性的臭味控制剂。
37.如权利要求19的处理过的层状材料,包括重量大约为0.1-5%的表面活性剂改性的臭味控制剂。
38.如权利要求19的处理过的层状材料,包括重量大约为1-3%的表面活性剂改性的臭味控制剂。
39.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括选自下列一组的聚合物聚酰胺、聚烯烃、聚酯、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯或丙烯与C4-C20α-烯烃的共聚物、乙烯与丙烯和C4-C20α-烯烃的三元共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、丙烯乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-聚(乙烯-α-烯烃)弹性体、聚氨酯、A-B嵌段共聚物,其中,A是产生聚(乙烯基芳烃)的部分,如聚苯乙烯,而B是弹性中间嵌段物,如共轭二烯或低级烯烃、聚醚、聚醚酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯酸烷基酯、聚异丁烯、聚丁二烯、异丁烯-异戊二烯共聚物、和上述任何化合物相结合。
40.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括聚烯烃。
41.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括聚乙烯均聚物或共聚物。
42.如权利要求19的处理过的层状材料,其中,所述基质层包括聚丙烯均聚物或共聚物。
43.一种吸收制品,包括能吸收含水液体的吸收介质;和具有处理过的表面的层状材料,它能抑制或减弱至少一种选自下列一组的臭味氨、三乙胺、异戊酸、二甲基二硫化物、二甲基三硫化物、吲哚、粪臭素、及其结合物;其中,所述处理过的表面包括由亲水性表面活性剂改性的疏水性臭味控制剂。
44.如权利要求43的吸收制品,包括尿布。
45.如权利要求43的吸收制品,包括训练裤。
46.如权利要求43的吸收制品,包括游泳衣。
47.如权利要求43的吸收制品,包括吸收性内裤。
48.如权利要求43的吸收制品,包括婴儿擦洗巾。
49.如权利要求43的吸收制品,包括成人失禁制品。
50.如权利要求43的吸收制品,包括女性卫生制品。
51.如权利要求43的吸收制品,包括医用服装。
52.如权利要求43的吸收制品,包括下部垫子。
53.如权利要求43的吸收制品,包括吸收性披盖布。
54.如权利要求43吸收制品,包括绷带。
55.如权利要求43的吸收制品,包括医用拭子。
全文摘要
一种处理过的层状材料,具有至少一个亲水性臭味吸收表面,该表面对含水液体有可湿性,并能控制多种臭气。该层状材料是用亲水性表面活性剂改性的臭味控制剂处理过的。所述臭味控制剂是通过使疏水性臭味控制剂与表面活性剂,或与能产生表面活性剂的化合物共混或起化学反应而制备的。优选的疏水性化合物包括芳族化合物,如六氯苯、Calix芳烃衍生物或烷基改性的多苯基成环化合物(cyclophanes)。这样处理过的层状材料可用于多种个人护理和医用吸收制品中。
文档编号A61L15/48GK1341031SQ00804212
公开日2002年3月20日 申请日期2000年2月24日 优先权日1999年2月26日
发明者Y·刘, R·B·奎恩奇三世, G·R·沃尔特曼 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司